过渡层对TiN涂层结合力的影响

研究了不同过渡层TiN涂层结合力的影响,用划痕法测定了临界载荷Lc,扫描电镜观察了划痕形貌。结果表明,4种TiN复合涂层的结合力和硬度均明显高于TiN单层,其中Ni－W过渡层地结合力提高幅度最大,并对TiN涂层起到有力的支撑作用。以M2为基体的TiN复合涂层的临界载荷均高于硬度较低的、以3Cr2W8V钢为基体的TiN复合涂层的临界载荷。     

不同过渡层结构对Cr-DLC复合涂层性能影响研究

为了改善大载荷工况下零件的耐磨损性能,提高其使用寿命,采用阴极真空电弧离子镀和微波等离子体辅助化学气相沉积复合工艺在轴承钢(9Cr18)表面制备了无承载过渡层、(Cr/CrN)_x周期承载过渡层和CrN₁…CrN_x梯度承载过渡层三种结构的Cr-DLC复合涂层。通过拉曼光谱(Raman)和X射线衍射仪(XRD)研究了不同Cr靶电流下Cr-DLC涂层的化学成分和结构,采用扫描电镜(SEM)观察了涂层的微观结构,并采用纳米压痕、显微划痕和摩擦磨损试验对复合涂层的力学性能和摩擦学性能进行了评价。结果表明,Cr掺杂DLC涂层中镶嵌了CrC晶粒,涂层的纳米硬度可达30 GPa以上;带有梯度CrN_x承载层的Cr-DLC复合涂层的力学性能和耐磨性能最好,与基底的结合强度可达52 N,磨损率为13.8×10^-7mm³/(N·m),是基底材料的1.5%;大载荷摩擦试验表明,有梯度承载层的Cr-DLC涂层在800 N载荷下可保持1 000 s内不被破坏;Falex试验表明,有梯度...     

Cr基过渡层对CrWN涂层摩擦学性能的影响

本文探究了 Cr过渡层及Cr-CrN过渡层对CrWN涂层耐磨性能的影响,制备具有良好的减磨耐磨性能的CrWN涂层.采用等离子增强磁控溅射工艺,在碳化钨基体表面制备CrWN涂层,Cr-CrWN涂层、Cr-CrN-CrWN涂层.通过扫描电子显微镜,X射线光电子能谱仪,X射线衍射仪,纳米压痕仪,洛氏硬度计和摩擦磨损实验机对涂...     

缝纫机针杆表面沉积含过渡层DLC薄膜及性能的研究

本文以C2H2为碳源,Ar气为辅助气体,采用新型离子束源和磁控溅射源的混合技术在缝纫机针杆上成功制备了具有不同过渡层的类金刚石薄膜,并表征了薄膜的表面形貌,测量了其硬度、结合力、摩擦系数,划痕法的结果表明,增加过渡层后薄膜的结合状况得到明显改善.DLC膜的硬度也得到了提高,摩擦磨损实验结果可以看出样品的摩擦系数均在0.1以下,可以极大地改善不锈钢针杆的摩擦性能.     

预镀镍对化学镀Ni-P-PTFE复合涂层结构和性能的影响

本文研究了预镀镍过程中不同电流密度和不同沉积时间下形成的预镀镍层对Ni-PPTFE(Poly tetra fluoro ethylene)复合涂层的微观结构和力学性能的影响。首先对304不锈钢基体进行合理的前处理,然后在基体上闪镀一层镍,最后在基体上进行化学镀Ni-P-PTFE复合涂层。通过控制预镀镍过程中的电流密度和沉积时间,利用电子扫描显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、纳米压痕仪、WS-2005涂层自动划痕仪、HSR-2M摩擦磨损试验机对复合涂层的微观结构和力学性能进行了表征。结果表明:不同电流密度和不同沉积时间下形成的预镀镍层对Ni-P-PTFE复合涂层的微观组织、涂层硬度、结合力和摩擦系数都具有较大的影响。当电流密度为3.3A/dm~2,沉积时间为6min时,NiP-PTFE复合涂层的综合性能最佳,复合涂层的表面光滑均匀,其硬度和结合强度分别达到3.874GPa和27.45N,表面摩擦系数为0.145。     

不同微结构Ti/TiN多层涂层的抗冲蚀性能研究

采用离子源辅助的真空多弧镀膜机在TC11基体上制备了不同层间结构的多层结构TiN/Ti涂层。研究了各涂层的微结构对涂层力学性能和抗冲蚀行为影响。研究发现与基体相比制备涂层后的试样冲蚀磨损率明显降低,最大降幅可达90%。不同微结构的TiN/Ti多层结构涂层的破坏形式与Ti金属层与TiN层分布有非常密切的联系,TiN较厚时整体硬度较高,涂层抵抗冲击破坏的能力强,裂纹不容易产生.经过冲刷试验后普遍呈现梯田型的冲刷痕迹,从冲刷坑中心部位向边缘部位延伸,涂层逐层脱落而造成冲蚀流失,没有出现整体脱落的情况。     

前处理对不锈钢表面化学镀Ni-P镀层结合力影响的研究

为了在不锈钢表面获得结合力合格的化学镀Ni-P镀层,研究了化学活化、化学活化 闪镀镍、阳极活化 闪镀镍3种前处理工艺对不锈钢上化学镀Ni-P层结合力的影响.采用淬冷法和划痕试验2种镀层结合力测试方法,对化学镀Ni-P层与不锈钢基体之间的结合力进行了评价.结果表明,采用化学活化 闪镀镍和阳极活化 闪镀镍的前处理工艺,Ni-P镀层与不锈钢基体之间的结合强度合格,而采用化学活化前处理的试样,Ni-P镀层与不锈钢基体之间结合强度不合格,原因在于经化学活化后,在不锈钢表面形成了一层黑灰色的腐蚀产物.在168 h的NaCl溶液中腐蚀失重试验表明,不锈钢失重1.2 mg,而化学镀Ni-P镀层未发现失重,说明化学镀Ni-P镀层耐腐蚀失重性能较不锈钢为好.     

Inconel 718合金表面纳米多层CrAlN/CrN涂层的制备及高温摩擦学性能研究

为提高Inconel 718合金的表面硬度和高温摩擦磨损性能,采用多弧离子镀技术在其表面制备CrAlN/CrN涂层。使用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电镜(SEM)、纳米压痕仪和划痕仪等对涂层的微观结构、力学性能进行分析表征。使用UMT摩擦磨损试验机测试涂层在室温、350℃和650℃下的摩擦性能,并对磨痕的形貌特征、元素分布和物相进行分析,分析涂层在不同温度下的摩擦磨损机制。结果表明：纳米多层CrAlN/CrN涂层微观结构致密,主要由fcc-CrN相组成,择优取向为(200)晶面;CrAlN/CrN涂层在Inconel 718合金表面具有良好的力学性能,其硬度和结合力分别为(29.3±1.2) GPa和70.4 N;涂层在室温和350℃下具有优异的耐磨性,磨损率分别低至1.5×10^-6 mm³/(N·m)和1.7×10^-6 mm³/(N·m),主导的磨损机制分别为磨粒磨损和疲劳磨损;650℃时涂层达到最低摩擦系数(0.33),但磨损率有所升高,主要表现为磨粒磨损。     

过渡层特性对金刚石涂层残余应力影响的有限元模拟

采用热．力耦合有限元方法对包含过渡层的金刚石涂层一硬质合金基体内的残余应力进行了数值模拟，重点研究了过渡层的特性（弹性模量和热膨胀系数）对金刚石涂层的各应力分量沿界面的最大值的影响。结果表明，随着过渡层弹性模量的增加，径向应力和轴向应力在界面处的最大值均减小，而剪应力的最大值则增大；随着过渡层热膨胀系数的增加，上述各应力分量在界面处的最大值均增大；受过渡层特性影响最敏感的是剪应力。     

钛合金过渡层对燃料电池不锈钢双极板表面改性薄膜综合性能的影响

针对在燃料电池不锈钢双极板电堆上应用的Cr_0.23C_0.77非晶改性薄膜使用寿命低的问题,仍然采用脉冲偏压电弧离子镀技术,在Cr_0.23C_0.77薄膜与316L不锈钢基体之间增加制备一层耐点蚀钛合金过渡层,考察过渡层对改性薄膜表面综合性能的影响。首先在316L不锈钢基体上选择TA1、TA9、TA10和Ti35四种工业钛合金分别进行预选过渡层材料的沉积制备,对所得样品进行耐蚀性能的对比检测,结果显示,在模拟电池阴极环境下,四种样品中Ti35材料的耐蚀性能最优,可确定为过渡层的首选材料;之后再在不锈钢双极板样品上制备有Ti35过渡层的316L/Ti35/Cr_0.23C_0.77复合薄膜,与只有Cr_0.23C_0.77单层薄膜的样品一起进行表面综合性能的对比测试,结果表明,添加Ti35钛合金过渡层后,双极板在保持原有导电性能的接触电阻为3.0 mΩ·cm²(0.6 MPa下)左右和水接触角大于100°的疏水性能的基础上,耐蚀性能得到了明显的改善,在模拟阴极环境的动电位腐蚀测量条件下,腐蚀曲线中出现了一个明显的平台钝化区,从-0.3~0.9 V较宽的电位范围内腐蚀电流一直保持低于10^-6A·cm^-2水平,并且破钝电位高达1.0 V以上。这将有利于提高双极板的表面防护性能和使用寿命。     

45CT涂层抗高温氧化性能及机理

为了研究45CT涂层与基体的结合情况、抗高温氧化性能及机理,通过电弧喷涂法制备了45CT涂层。采用高温氧化试验、扫描电镜、x射线衍射仪、金相显微镜等从其抗高温氧化性、微观结构及涂层和基体之间的过渡层等方面与传统Ni-cr涂层进行了对比。结果表明：45CT涂层的抗高温氧化性能优于传统的Ni-Cr涂层,主要原因是其表面生成...     

碳纤维表面预处理及化学镀Ni-P工艺对镀层性能的影响

过去,对碳纤维表面预处理、化学镀Ni-P工艺条件影响镀层性能影响的综合报道不多。为此,先对碳纤维表面预处理,再化学镀Ni-P。分析了粗化和活化对碳纤维表面形貌的影响,探讨了镀液温度、pH值、次磷酸钠还原剂和柠檬酸钠配位剂浓度,添加糖精、十二烷基硫酸钠对碳纤维表面化学镀Ni-P沉积速率的影响。采用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)观测了Ni-P镀层的表面、截面形貌,测试了不同工艺条件对Ni-P镀层与碳纤维的结合力。结果表明:粗化使碳纤维表面积增大,有助于提高其与镀层的结合力,AgNO3活化后碳纤维表面附着了较多的催化晶核;随着镀液温度、pH值和柠檬酸钠浓度的增加,化学镀Ni-P的沉积速率均呈先增大后减小的趋势;随着次磷酸钠浓度的增加,化学镀Ni-P的沉积速率先增大后相对稳定;加入糖精后的Ni-P镀层平整、光滑,完全覆盖碳纤维表面,与碳纤维结合良好。     

涂层组分对磁控溅射制备Ti600合金表面Ti-Al-N涂层组织微观结构的影响

以电弧复合磁控溅射沉积工艺在Ti600合金基体上沉积得到Ti-Al-N涂层,通过控制公转速度的方式来获得不同涂层组分,实验研究涂层组分对涂层组织微观结构的影响。研究结果表明:随着公转速度的增加,涂层内Ti/Al比表现出减小的变化。在涂层表面上形成了许多尺寸较大的颗粒与一些凹坑结构,较小Ti/Al比试样形成了少量的表面大颗粒,并得到致密组织结构。退火态和沉积态涂层形成了相近的表面形貌。涂层厚度发生了先升高后降低,2#试样达到了最大的沉积速率。随着深度的增加,Al,O元素的含量表现出先增加后降低的变化规律,在涂层6μm之后Ti和N元素含量得到明显的增加。当涂层内Ti/Al比例减小后,形成的Ti₂AlN特征峰发生了先增大后降低的变化现象。为了提高Ti₂AlN涂层的纯度与结晶度,应选择2#试样的制备工艺。     

钛合金过渡层对燃料电池不锈钢双极板表面改性薄膜综合性能的影响北大核心CSCD

针对在燃料电池不锈钢双极板电堆上应用的Cr0. 23C0. 77非晶改性薄膜使用寿命低的问题,仍然采用脉冲偏压电弧离子镀技术,在Cr0. 23C0. 77薄膜与316L不锈钢基体之间增加制备一层耐点蚀钛合金过渡层,考察过渡层对改性薄膜表面综合性能的影响。首先在316L不锈钢基体上选择TA1、TA9、TA10和Ti35四种工业钛合金分别进行预选过渡层材料的沉积制备,对所得样品进行耐蚀性能的对比检测,结果显示,在模拟电池阴极环境下,四种样品中Ti35材料的耐蚀性能最优,可确定为过渡层的首选材料;之后再在不锈钢双极板样品上制备有Ti35过渡层的316L/Ti35/Cr0. 23C0. 77复合薄膜,与只有Cr0. 23C0. 77单层薄膜的样品一起进行表面综合性能的对比测试,结果表明,添加Ti35钛合金过渡层后,双极板在保持原有导电性能的接触电阻为3. 0 mΩ·cm2(0. 6 MPa下)左右和水接触角大于100°的疏水性能的基础上,耐蚀性能得到了明显的改善,在模拟阴极环境的动电位腐蚀测量条件下,腐蚀曲线中出现了一个明显的平台钝化区,从-0. 3～0. 9 V较宽的电位范围内腐蚀电流一直保持低于10-6A·cm-2水平,并且破钝电位高达1. 0 V以上。这将有利于提高双极板的表面防护性能和使用寿命。     

过渡层对含氢非晶碳膜生长的影响

本文利用射频等离子体增强化学气相沉积（RFPECVD）工艺在不锈钢基底上制备了含氢非晶碳膜（a-C：H膜）。在沉积碳膜之前，首先在基底表面预先沉积了Ti／TiC、Ti／TiN和Ti／TiN／TiC等过渡层以提高膜基结合力。利用激光Raman光谱分析了过渡层对a-C：H膜生长过程及膜中sp^3含量的影响。实验结果表明，采用Ti／TiN／TiC过渡层时所制备的a-C：H膜中sp^3含量最多，同时膜基结合力最大。     

Ag层厚度对NiCo/Ag多层膜的微结构及磁学性能的影响

采用磁控溅射方法制备了不同Ag层厚度的NiCo/Ag多层膜,研究了Ag层厚度对NiCo/Ag多层膜微结构及其磁学性能的影响.研究结果表明,NiCo/Ag多层膜中NiCo层在FCC的Ag层上准外延生长,为亚稳结构相.该多层膜的晶粒尺寸明显地随着Ag层厚度增加而增大,当Ag层厚度为1.0nm时,多层膜是由约为5 nm纳米晶所组成;当Ag层厚度增加到3.6nm时,多层膜的晶粒尺寸增大到50nm左右.将NiCo层厚度固定为1.8 nm时,Ag层厚度的变化对NiCo/Ag多层膜的磁学性能有很强的影响,当Ag层厚度为1.0 nm时,其易磁化轴倾向垂直于膜面;当Ag层厚度达到2.0 nm时,易磁化轴平行于膜面;当Ag层厚度增厚至3.0 nm以上,多层膜表现出超顺磁特性.     

Fe/Al2O3陶瓷梯度涂层的微观结构与性能

采用喷涂法和溶胶-凝胶法相结合的工艺,以FeAlNi混合粉体为过渡层材料在钢基体表面制备了Fe/Al2O3梯度涂层,并对其微观结构与性能进行分析.结果表明:当烧结温度为1220℃时,梯度涂层与钢基体的界面结合强度达到25.3MPa,涂层主要由α-Al2O3,AlFeO3和NiFe2O4等物相组成.Fe/Al2O3梯度涂层与钢基体的结合主要通过吸附与扩散化合两种方式共同起作用.涂层中没有明显的孔洞和平整的界面,且有树枝状组织生成,涂层与钢基体实现良好的结合,这表明涂层成分的梯度化设计能够有效地缓和界面处的应力集中,改善涂层与钢基体的界面结合状态,提高涂层材料的使用性能.     

基体结构对Al/BN涂层性能的影响

Al/BN涂层是一种适用于450℃以下的可磨耗封严涂层,常应用于燃气轮机压气机部位的气路封严。等离子喷涂Al/BN涂层在机械加工后常出现涂层表面疏松及涂层表面粗糙度不均匀的现象,在服役过程中会出现不可预料的涂层脱落以及粘附叶片等现象,影响发动机性能和可靠性。本文针对等离子喷涂Al/BN可磨耗封严涂层开展热喷涂工艺研究,对涂层显微组织、拉伸结合强度、硬度等性能检测及评价,并着重研究基体材料结构对涂层性能的影响,结果表明相对于平板试片,带有螺纹结构试片的涂层结合强度稍高,但其Al/BN涂层与底层厚度不均匀,造成结合强度值波动较大。